JP2004248452A

JP2004248452A - Overcurrent protection circuit

Info

Publication number: JP2004248452A
Application number: JP2003037222A
Authority: JP
Inventors: Shuji Mayama; 修二眞山; Norio Isshiki; 功雄一色
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of a trouble that an overcurrent is generated due to the short circuit of a load, to cause the break of an element. <P>SOLUTION: A drive current Id that flows to a drive switch 12 is shunted by a shunt circuit 45, the overcurrent I1 is detected by using a current mirror circuit 43 and a constant current source 44, the overcurrent Id that corresponds to the short circuit of the load 11 is detected based on the detection result of the overcurrent, and the drive switch 12 is turned off based on the detection. Also, it is determined whether a voltage Vs of a connecting point of the load 11 and the drive switch 12 is at a level correspondent to the short circuit of the load 11, and depending of the result of the determination, a current threshold determining whether the drive current Id is the overcurrent or not is changed at multi-steps. When the load 11 is short-circuited, it is determined whether the drive current is the overcurrent or not by a current lower than a normal current. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、負荷に接続されて過電流を防止する過電流保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には、エンジン系、車体電動系または情報系等の様々な車載負荷が搭載されており、特に近年の電子技術の発展により、車載負荷としての各種電子ユニット等が数多く搭載されてきている。
【０００３】
ところで従来、図３の如く、負荷１と電源２とを結ぶ電流経路３にフューズ４を設置することで、各種の過電流保護を行ってきた（従来技術１）。尚、図３中の符合５はメカニカルリレーである。
【０００４】
しかしながら、過電流保護のために上記のようなフューズ４を使用する場合、このフューズ４が頻繁に切れると、それを交換する作業も頻繁になる。また、一般に、複数のフューズ４をひとまとめにユニット化したフューズボックスが使用されるが、このフューズボックスの体積が大きく、他の車載電装品の搭載スペースが少なくなる。さらに、フューズ４の交換作業を考慮すると、フューズボックスの搭載位置が限定される。
【０００５】
これらに鑑みて、フューズボックスに代えて半導体リレーを用いた過電流保護回路を設置することも行われている。
【０００６】
具体的には以下の２つの方法がある。
【０００７】
ひとつには、過電流をシャント抵抗またはセンスまたはＭＯＳ−ＦＥＴで検出し、マイクロコンピュータまたは外部回路で過電流の判定をするもの（従来技術２）がある。この場合、突入電流は外部回路の基準電圧変更かマイクロコンピュータのソフトウェアプログラムにより対応することになる。
【０００８】
あるいは、図４に示すように、電流検出機能と判定機能を有する自己保護型のＩＰＤ（インテリジェントパワーデバイス）６を使用するもの（従来技術３）もある。
【０００９】
この従来技術３のＩＰＤ６は、図５の如く、過電流保護回路自身に過電流が流れたり過温度となった場合に、その旨を検出して電流を遮断する自己保護型の過電流保護機能を有するものである。この場合は、図４におけるフューズ４を省略することも可能である。
【００１０】
このＩＰＤ６は、図５の如く、基本的には、負荷１１に対する駆動のオンオフ切替えをパワーＭＯＳ−ＦＥＴからなる第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２で行う構成となっている。
【００１１】
具体的には、操作者が操作スイッチ１３でオンオフ切替操作を行ったときに、その操作スイッチ１３のオンオフ状態を入力インターフェース回路１５が検知する。入力インターフェース回路１５が操作スイッチ１３のオン状態を検知したときには、ＦＥＴとしての第２のスイッチング素子１７がオン状態となり、保護用論理回路２１及びチャージポンプ２３に電源（＋Ｂ）１９が投入されて動作する。
【００１２】
この場合、チャージポンプ２３は、第１のスイッチング素子１２のゲートをそのソースよりも高電位に保つためＮチャネルＦＥＴ及び発振用コンデンサ等を用いて電源（＋Ｂ）１９の電圧を昇圧（例えば２倍）する。
【００１３】
この際、電流制限部２５は、第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２のドレイン−ソース間の電圧降下が所定のしきい値を超えたか否かを判断し、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間の電圧降下が所定のしきい値を超えた場合に、そのゲート−ソース間を間欠断続的に短絡させて（過電流チョッピング制御）当該ゲートへの入力電圧を低減させ、第１のスイッチング素子１２に流れる電流を低減させる。
【００１４】
そして、このＩＰＤ６には、過電流を検知してその旨を保護用論理回路２１に報知する過電流検知回路２９と、過温度を検出して保護用論理回路２１に報知する過温度検出回路３１とが設けられており、保護用論理回路２１は、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、チャージポンプ２３を介して、第１のスイッチング素子１２のゲート電圧の供給を遮断または間欠断続的に停止（チョッピング制御）することで電流及び温度を調整する。
【００１５】
ただし、負荷１１に対してサージ電流が発生した場合に、負荷１１に対する電流供給の遮断を行った場合に負サージにより電圧の過低下を抑制するため、ダイナミッククランプ回路２７は、負サージが発生している間だけ、第１のスイッチング素子１２をオンにして過電流保護回路内の各部位を保護するよう機能する。
【００１６】
そして、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、その出力の論理和を論理和回路３３が論理判断し、ＦＥＴである第３のスイッチング素子３７をオン切り換えして、プルアップ抵抗３５を利用して例えば警告ランプ等の外部の警告装置等（図示省略）にその旨を報知する。
【００１７】
また、この従来技術３では、負荷の短絡時に第１のスイッチング素子１２をチョッピング制御（以下「負荷短絡チョッピング」と称す）することも可能である。具体的には、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓを監視し、第１のスイッチング素子１２がオン状態であるにも拘わらず一定電圧以下になった場合に、負荷１１が短絡していると判断する。この場合において、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓの監視する機能は、電流制限部２５または過電流検知回路２９を兼用して実行してもよいし、あるいは電流制限部２５または過電流検知回路２９とは別の負荷短絡検知回路（図示省略）により実行するようにし、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓが一定電圧以下になったと判断した場合に、保護用論理回路２１がチャージポンプ２３を制御することで、第１のスイッチング素子１２を一定周期で間欠断続的にオンオフ切り換えしてチョッピング制御することが可能である。このようにして負荷１１の短絡を検出した場合、特に過電流保護回路において発熱が大きく破壊しやすいことから、チョッピング制御のための第１のスイッチング素子１２のゲート電圧波形のデューティ比を、例えば上述の電流制限部２５による通常の過電流チョッピング制御などよりも小さく設定することが望ましい。
【００１８】
これらの従来技術２，３によると、それまで必要であったフューズ４の交換回数が大幅に低減し、その分の手間が必要なくなる。さらに、フューズボックス自体を省略することも可能であり、この場合には、必要となる搭載スペースを縮小することができる。
【００１９】
参考のために、この発明に関連する分野についての先行技術文献を以下に示しておく。
【００２０】
【特許文献１】
特開２０００−３１２４３３公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術２の方式では、外部回路やマイクロコンピュータについてコスト上昇及び体積上昇を招いてしまい、実質的に普及するには至っていない。
【００２２】
この点、上記従来技術３の方式だと、使用される要素がＩＰＤ６として集約されて構成できるため、体積効率が極めてよく、しかもコストが安価であるという利点がある。
【００２３】
しかしながら、従来技術３の負荷短絡チョッピングの方式では、負荷１１が短絡等によって過負荷状態となった場合に、その過負荷を確実に検出しＩＰＳを完全に保護するまでには至っていなかった。
【００２４】
具体的に、従来技術３の負荷短絡チョッピングでは、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓにより負荷短絡を検出しても、第１のスイッチング素子１２のチョッピング制御時に、デューティ比分の一定時間は第１のスイッチング素子１２がオン状態となって、結局はその時間において短絡している負荷１１に対して駆動電流を流すことになってしまい、このデューティ比分の僅かな期間中に第１のスイッチング素子１２等が過電流によって破壊されるおそれがあった。
【００２５】
そこで、この発明の課題は、負荷の短絡によって過電流が生じて素子破壊が生じる事態を確実に防止し得る過電流保護回路を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、駆動スイッチとしてのパワーＭＯＳ−ＦＥＴのオンオフ動作により所定の負荷に対する駆動電流をオンとオフとの間で切り換えるとともに、当該パワーＭＯＳ−ＦＥＴを駆動し且つ過電流を保護する主機能部と、電源側から前記駆動スイッチに与えられる電流を分流して過電流を検出するための分流検出部とを備え、前記主機能部が、前記分流検出部で検出された過電流に基づいて、当該過電流が前記負荷の短絡に相当する所定の過電流の値以上であると判断した場合に、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴをオフ状態に切り換える機能を有せしめられたものである。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過電流保護回路であって、前記分流検出部が、電源側から前記駆動スイッチに与えられる電流を所定の分流比で分流する分流回路と、一方の経路に、前記分流回路で分流された分流電流が流れるとともに、他方の経路において、前記分流電流に対する所定のミラー比のミラー電流を得るカレントミラー回路と、前記ミラー電流が流れる経路に設置される定電流源とを備え、前記分流回路が、前記駆動スイッチに対してゲート及びドレインがそれぞれ共通に接続されたセンスＭＯＳ−ＦＥＴと、前記センスＭＯＳ−ＦＥＴのソース電圧及び前記駆動スイッチのソース電圧が入力される差動アンプとを備え、前記分流検出部における前記過電流の検出点が、定電流源とカレントミラー回路との接続中間点に設定されたものである。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の過電流保護回路であって、前記主機能部が、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴの両端の電圧が前記所定のしきい値を越える場合に、当該パワーＭＯＳ−ＦＥＴに流れる電流を制限する電流制限部と、前記駆動スイッチを遮断またはチョッピングすることで前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴに流れる電流を制限する保護用論理回路とを備え、前記分流検出部が前記過電流を検出した場合に、当該検出結果に基づいて、前記保護用論理回路または電流制限部によって、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴをオフ状態に切り換える機能を有せしめられたものである。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の過電流保護回路であって、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴがオフ状態となった後に、タイマーでの計時に基づいて一定時間後に前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴを自動復帰するための自動復帰手段を備え、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴオフ状態となった後に、前記タイマーにより一定時間後に自動復帰されるまでオフ状態が保持されるものである。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の過電流保護回路であって、前記パワーＭＯＳ−ＦＥＴが、オフ状態となった後に、主機能部の全体が再起動されるまでオフ状態が保持されるものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜構成＞
図１はこの発明の一の実施の形態に係る過電流保護回路を示すブロック図である。尚、この実施の形態においては、図５に示した従来技術３内の各要素と同等の機能を有する要素については同一符合を付している。
【００３２】
この過電流保護回路は、図１の如く、第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２のドレイン側の電流を、この第１のスイッチング素子１２に並列に接続される分流回路４５に分流させ、この分流した電流について、カレントミラー回路４３によって、別の定電流源４４からの定電流経路４７に対してミラー比分だけ正確に流すようにし、さらにこの定電流経路４７側の電圧降下の状態に応じて第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようにしている。
【００３３】
具体的に、この過電流保護回路は、従来技術３で説明した自己保護型の過電流保護機能部（以下「主機能部」と称す）４０に加えて、第１のスイッチング素子１２に並列に接続される分流回路４５と、この分流回路４５の下流側に接続されるカレントミラー回路４３と、カレントミラー回路４３の一端側を定電流経路４７として当該定電流経路４７に定電流を与える定電流源４４と、を備える。
【００３４】
主機能部４０は、当該主機能部４０自身の内部における過電流及び過温度を検知して負荷１１に対する駆動電流を調整するもので、従来技術３と同様、第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２と、入力インターフェース回路１５と、第２のスイッチング素子１７と、保護用論理回路２１と、チャージポンプ２３と、電流制限部２５と、ダイナミッククランプ回路２７と、過電流検知回路２９と、過温度検出回路３１と、論理和回路３３と、第３のスイッチング素子３７と、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓと所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較器３９を備える。
【００３５】
第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２は、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）が使用されて負荷１１に対する駆動のオンオフ切替えを行うものである。
【００３６】
入力インターフェース回路１５は、負荷１１の駆動について操作者がオンオフ切替操作を行うための操作スイッチ１３のオンオフ状態を検知するものである。
【００３７】
第２のスイッチング素子１７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果型トランジスタ）が使用されて入力インターフェース回路１５が操作スイッチ１３のオン状態を検知したときにオン状態となるものである。
【００３８】
保護用論理回路２１は、電源（＋Ｂ）１９からの給電を受けて動作するようになっており、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、これらの各回路２９，３１からの間欠断続的な信号に基づいてチャージポンプ２３を介し第１のスイッチング素子１２のゲート電圧の供給を間欠断続的に停止（チョッピング）して、負荷１１に対する駆動電流Ｉｄ及び温度を調整するものである。
【００３９】
そして、この保護用論理回路２１は、後述する分流検出部４１から与えられた報知信号に基づいて、負荷１１の短絡により駆動電流Ｉｄに異常が発生したときに、チャージポンプ２３をオフ状態に切り換えることで第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようになっている。
【００４０】
ここで、保護用論理回路２１が第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えた後の復帰については、例えば保護用論理回路２１内または外部（図示省略）のタイマーにより一定時間後に自動復帰させても良い（この場合は、保護用論理回路２１が自動復帰手段となる）し、あるいは、操作スイッチ１３を一旦オフ状態にして再度オン操作される時点までラッチ（即ち、主機能部４０の全体が再起動されるまでオフ状態が保持される：この場合も保護用論理回路２１が復帰手段となる）してもよい。
【００４１】
チャージポンプ２３は、第１のスイッチング素子１２のゲートをそのソースよりも高電位に保つためＮチャネルＦＥＴ及び発振用コンデンサ等を用いて電源（＋Ｂ）１９の電圧を昇圧（例えば２倍）するものである。このチャージポンプ２３は、上述のように、保護用論理回路２１によってオンオフ制御が行われる。
【００４２】
電流制限部２５は、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間の電圧降下Ｖｄｓが所定の電圧しきい値を超えた場合に、ゲート−ソース間を間欠断続的に短絡させて、当該ゲートへの入力電圧を低減させ、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄを低減させるものである。
【００４３】
そして、電流制限部２５は、後述する分流検出部４１から与えられた報知信号に基づいて、負荷１１の短絡により駆動電流Ｉｄに異常が発生したときに、第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を短絡させることで当該第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようになっている。
【００４４】
ここで、電流制限部２５が第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えた後の復帰については、例えば電流制限部２５内または外部（図示省略）のタイマーにより一定時間後に自動復帰させても良い（この場合は電流制限部２５が自動復帰手段となる）し、あるいは、操作スイッチ１３を一旦オフ状態にして再度オン操作される時点までラッチ（即ち、主機能部４０の全体が再起動されるまでオフ状態が保持される：この場合も電流制限部２５が復帰手段となる）してもよい。
【００４５】
ダイナミッククランプ回路２７は、サージ電流の発生時に負荷１１に対する電流供給のチョッピングを行った場合に負サージにより電圧の過低下を抑制するために第１のスイッチング素子１２をオンにして過電流保護回路内の各部位を保護するためのものである。
【００４６】
過電流検知回路２９は、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄの過電流を検知してその過電流が持続する間は保護用論理回路２１に所定の信号を間欠断続的に送信し続けるものである。
【００４７】
そして、過電流検知回路２９は、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓと所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの比較器３９における比較結果に応じて、図２の如く、駆動電流Ｉｄが過電流であるかどうかの電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２を多段階（例えば図２においては２段階）に変更するようになっている。即ち、比較器３９において、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓが所定の基準電圧Ｖｒｅｆより低い旨を検出したときには、図２のように、相対的に高い電流しきい値Ｉｔｈ１を採用する一方、比較器３９において、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓが所定の基準電圧Ｖｒｅｆより高いまたは以上である旨を検出したときには、比較的低い電流しきい値Ｉｔｈ２を採用する。この場合、相対的に高い電流しきい値Ｉｔｈ１は、通常の安定動作時における負荷１１の駆動電流Ｉｄの状態（図２中のＡ点）よりも高く設定する必要があるが、負荷１１の短絡時に対応する電流しきい値Ｉｔｈ２については、通常の安定動作時における負荷１１の駆動電流Ｉｄの状態（図２中のＡ点）よりも低く設定されている。
【００４８】
尚、比較器３９及び過電流検知回路２９は、負荷１１の短絡状態の有無によって電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２を切り換える負荷短絡過電流検知手段として機能する。
【００４９】
過温度検出回路３１は、過温度を検出してその過温度が持続する間は保護用論理回路２１に所定の信号を間欠断続的に送信し続けるものである。尚、この過温度検出回路３１としては、過温度が解除された際の復帰にリセット信号が必要なラッチ型と、温度が低下した場合に再オン切り換えを行う自動復帰型とがあるが、いずれが適用されても差し支えない。
【００５０】
論理和回路３３は、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、その出力の論理和をとるものである。
【００５１】
第３のスイッチング素子３７は、具体的にはＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果型トランジスタ）が使用され、過電流検知回路２９が過電流を検知しまたは過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、論理和回路３３からの出力に基づいてオン状態となって、プルアップ抵抗３５を利用して警告ランプ等の外部の警報装置（図示省略）にその旨を報知するものである。
【００５２】
分流回路４５は、第１のスイッチング素子１２のソース側から所定の分流比の電流を分流させるものであり、負荷１１の駆動スイッチとしての第１のスイッチング素子１２に並列に接続されるセンスＭＯＳ−ＦＥＴ５１と、このセンスＭＯＳ−ＦＥＴ５１のソースと第１のスイッチング素子１２のソースとが入力される差動アンプ（電圧調整手段）５２と、この差動アンプ５２からの出力をゲート電圧としてセンスＭＯＳ−ＦＥＴ５１のソースからの電流をカレントミラー回路４３に供給する電流調整用ＭＯＳ−ＦＥＴ５３とを備える。
【００５３】
センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１は、各スイッチング素子１２，１７，３７を構成するためのパワーＭＯＳ−ＦＥＴの一部を区切って領域が割り当てられており、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１の領域の第１のスイッチング素子１２に対する面積比を所定の値に設定することにより、第１のスイッチング素子１２に対するセンスＭＯＳ−ＦＥＴ５１の分流比（例えば、１万分の１など）で、当該第１のスイッチング素子１２のドレイン側の電流を分流するものである。また、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１のドレインに接続される電源（＋Ｂ）１９は、第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２のドレインに接続される電源（＋Ｂ）１９と同一とされる。したがって、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄが増減変化したときには、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１に流れる電流（分流電流）Ｉ１も同等の比率で増減するようになっている。
【００５４】
差動アンプ５２は、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１のソース電圧と、第１のスイッチング素子１２のソース電圧との差分に応じて出力電圧を変化させるようになっており、第１のスイッチング素子１２からの分流比が不安定に変化した場合に、電流調整用ＭＯＳ−ＦＥＴ５３のゲート電圧を調整することで、分流電流Ｉ１を調整するように機能する。
【００５５】
電流調整用ＭＯＳ−ＦＥＴ５３は、上述のように、差動アンプ５２からの出力がゲート電圧として与えられ、そのゲート電圧に応じて、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１から入力される分流電流Ｉ１を調整するよう機能する。
【００５６】
カレントミラー回路４３は、互いに対称に形成された一対のＭＯＳ−ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）５５ａ，５５ｂに所定のミラー比（例えば１対１）の電流が流れることを利用して、分流回路４５から流れ出た電流Ｉ１に対するミラー比分のミラー電流Ｉ２をＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂに流すようになっている。
【００５７】
定電流源４４は、トランジスタを用いた吸い込み定電流方式または流し出し定電流方式や、定電流ダイオードを用いた方式や、あるいは３端子レギュレータによる方式など、一般に適用される既存の定電流源であれば、どのようなものが使用されても差し支えない。
【００５８】
そして、カレントミラー回路４３の定電流経路４７側のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン（Ｐ点）の電圧を検出して、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄが負荷１１の短絡に相当する所定の過電流の値（例えば定電流源４４から与えられる電圧Ｖｃｃの半分）以上である旨が検出された場合に、第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようになっている。具体的には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン（Ｐ点）の電圧を、保護用論理回路２１や電流制限部２５に入力し、保護用論理回路２１からチャージポンプ２３をオフ状態に切り換えることで第１のスイッチング素子１２を停止させたり、電流制限部２５で第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を短絡させたりすることで、第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようになっている。
【００５９】
このように、分流回路４５、カレントミラー回路４３及び定電流源４４は、第１のスイッチング素子（駆動スイッチ）１２に流れる駆動電流Ｉｄを分流して過電流を検出するための分流検出部として機能するものである。
【００６０】
＜動作＞
次に、この過電流保護回路の動作を説明する。
【００６１】
まず、操作者が操作スイッチ１３でオンオフ切替操作を行ったときに、その操作スイッチ１３のオンオフ状態を入力インターフェース回路１５が検知する。入力インターフェース回路１５が操作スイッチ１３のオン状態を検知したときには、ＭＯＳ−ＦＥＴとしての第２のスイッチング素子１７がオン状態となり、保護用論理回路２１及びチャージポンプ２３に電源（＋Ｂ）１９が投入されて動作する。
【００６２】
この場合、チャージポンプ２３は、第１のスイッチング素子１２のゲートをそのソースよりも高電位に保つために電源（＋Ｂ）１９の電圧を昇圧（例えば２倍）する。
【００６３】
この際、電流制限部２５は、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間の電圧降下（図２中の横軸Ｖｄｓ）が所定の電圧しきい値Ｔｈ１を超えたか否かを判断し、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間の電圧降下がその電圧しきい値Ｔｈ１を超えた場合に、その第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を間欠断続的に短絡させて、当該ゲートへの入力電圧を低減させ、図２中の第１の電流しきい値Ｉｔｈ１に示すように、第１のスイッチング素子１２に流れる電流Ｉｄを低減させる。
【００６４】
そして、過電流検知回路２９は、所定の電流しきい値に基づいて所定の基準に従って過電流を検知し、過電流であった場合に、その旨の信号を保護用論理回路２１に出力する。
【００６５】
これと併行して、過温度検出回路３１は、過温度か否かを検出し、過温度であった場合にその旨の信号を保護用論理回路２１に出力する。
【００６６】
保護用論理回路２１は、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、チャージポンプ２３を介して第１のスイッチング素子１２のゲート電圧の供給を間欠断続的に停止することで電流及び温度を調整する。
【００６７】
ただし、負荷１１に対してサージ電流が発生した場合に、負荷１１に対する電流供給のチョッピングを行った場合に負サージにより電圧の過低下を抑制するため、ダイナミッククランプ回路２７は、負サージが発生している間だけ、第１のスイッチング素子１２をオンにして過電流保護回路内の各部位を保護するよう機能する。
【００６８】
そして、過電流検知回路２９が過電流を検知し、または過温度検出回路３１が過温度を検出したときに、その出力の論理和を論理和回路３３が論理判断し、第３のスイッチング素子３７をオン切り換えして、プルアップ抵抗３５を利用して例えば警告ランプ等の外部の警告装置等（図示省略）にその旨を報知する。
【００６９】
ところで、上述した動作において、第１のスイッチング素子１２の間欠断続的な停止（チョッピング）を行う場合、従来技術３においては、チョッピング動作のデューティ比分の一定時間は第１のスイッチング素子１２がオン状態となって、結局はその時間において短絡している負荷１１に対して駆動電流を流すことになってしまい、このデューティ比分の僅かな期間中に第１のスイッチング素子１２等が過電流によって破壊されるおそれがあった。
【００７０】
そこで、この実施の形態では、負荷１１が短絡した場合に相当する過電流Ｉｄが第１のスイッチング素子１２に流れていると考えられる場合に、その旨を、分流回路４５、定電流源４４及びカレントミラー回路４３によって検出される図１中のＰ点の電圧（定電流経路４７側のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン電圧）にに基づいて検出し、この検出結果に基づいて、例えば定電流源４４から与えられる電圧Ｖｃｃの半分以上であるかどうかなどの判断により、第１のスイッチング素子１２の駆動電流Ｉｄが負荷１１の短絡に相当する所定の過電流の値以上であると判断した場合に、保護用論理回路２１からチャージポンプ２３をオフ状態に切り換えたり、電流制限部２５で第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を短絡させたりすることで、第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換える。
【００７１】
具体的に、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄに応じて、所定の分流比に応じた分流電流Ｉ１がセンスＭＯＳ−ＦＥＴ５１に流れる。この際、差動アンプ５２は、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１のソース電圧と、第１のスイッチング素子１２のソース電圧との差分に応じて出力電圧を変化させながら、第１のスイッチング素子１２からの分流比が不安定に変化した場合に、電流調整用ＭＯＳ−ＦＥＴ５３のゲート電圧を調整する。そして、電流調整用ＭＯＳ−ＦＥＴ５３は、差動アンプ５２からの出力がゲート電圧として与えられ、そのゲート電圧に応じて、センスＭＯＳ−ＦＥＴ５１から入力される分流電流Ｉ１を調整する。
【００７２】
この分流電流Ｉ１は、カレントミラー回路４３の一方のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ａに与えられる。
【００７３】
このとき、定電流経路４７側の他方のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂには、分流電流Ｉ１に対して予め設定されたミラー比分のミラー電流Ｉ２が流れる。
【００７４】
ところで、定電流経路４７の上流の定電流源４４は、一定電流容量しかないため、仮にミラー電流Ｉ２が過電流であった場合、この過電流状態で他方のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂが大きなミラー電流Ｉ２を流そうとすると、他方のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン電圧（Ｐ点の電圧）は＋Ｂ電圧から降下することになる。
【００７５】
このため、他方のＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン電圧を観測していれば、分流電流Ｉ１の過電流状態を検出することができ、ひいては第１のスイッチング素子１２及び負荷１１に流れる過電流Ｉｄを検出することが可能である。
【００７６】
このＰ点の電圧を用いて、第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄが負荷１１の短絡に相当するほどの過電流であるか否かを判断することにより、第１のスイッチング素子１２の負荷１１の短絡による過電流Ｉｄを防止することができる。具体的には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５５ｂのドレイン（Ｐ点）の電圧を、保護用論理回路２１や電流制限部２５に入力し、保護用論理回路２１からチャージポンプ２３をオフ状態に切り換えたり、電流制限部２５で第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を短絡させたりすることで、第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換える。
【００７７】
ここで、保護用論理回路２１及び電流制限部２５が第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えた後の復帰については、例えば保護用論理回路２１及び電流制限部２５の各内部または外部（図示省略）のタイマーにより一定時間後に自動復帰させても良いし、あるいは、操作スイッチ１３を一旦オフ状態にして再度オン操作される時点までラッチ（即ち、主機能部４０の全体が再起動されるまでオフ状態が保持される）してもよい。
【００７８】
さらに、この実施の形態では、負荷１１の短絡を、その負荷１１に接続される第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓを比較器３９で直接検出し、その検出結果に基づいて、過電流検知回路２９において過電流であるか否かの電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２を多段階（２段階）に変更する。
【００７９】
具体的に、図２は、図１の回路構造における第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと駆動電流Ｉｄとの関係、及び過電流検知回路２９における電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２について示す図である。図２において、横軸は第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを示しており、縦軸はそのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓに対する第１のスイッチング素子１２に流れる駆動電流Ｉｄを示している。即ち、図２中の破線Ｇ１（負荷理想線）は、第１のスイッチング素子１２及び負荷１１の耐久性等を考慮した場合の当該第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース電圧Ｖｄｓと駆動電流Ｉｄとの理想的な関係を示しており、また線Ｇ２（オン抵抗線）は、第１のスイッチング素子１２のオン抵抗特性を示す線である。ここでは、基本的に、駆動電流Ｉｄが図２中のオン抵抗線Ｇ２を上回ることはないものとして説明する。
【００８０】
ここで、第１のスイッチング素子１２がオンした際のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ及び駆動電流Ｉｄの安定点は、負荷理想線Ｇ１とオン抵抗線Ｇ２との交点Ａとなる。即ち、第１のスイッチング素子１２及び負荷１１の耐久性等を考慮した場合、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ及び駆動電流Ｉｄの値は、第１のスイッチング素子１２のオン状態が維持されるのに伴って、点Ｂ（Ｖｄｓ＝Ｖｃｃ（例えば、１２Ｖ），Ｉｄ＝０）から、負荷理想線Ｇ１に沿って矢印Ｑに示す方向に変化し、安定点Ａに到達した時点で安定することが理想である。
【００８１】
そして、上述のように、過電流検知回路２９は、図２中に示された２つの電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２を、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓに応じて切り換えて適用する。このうちの第１の電流しきい値Ｉｔｈ１は、負荷１１の短絡が行われていない状態での電流しきい値であり、また第２の電流しきい値Ｉｔｈ２は、負荷１１の短絡時に対応する電流しきい値である。上述の通り、第１の電流しきい値Ｉｔｈ１は、通常の安定動作時における負荷１１の駆動電流Ｉｄの状態（図２中のＡ点）よりも高く設定されており、逆に、第２の電流しきい値Ｉｔｈ２は、通常の安定動作時における負荷１１の駆動電流Ｉｄの状態（図２中のＡ点）よりも低く設定されている。
【００８２】
このようにすることで、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較器３９において比較した結果に基づいて、負荷１１の短絡時には、過電流検知回路２９が第２の電流しきい値Ｉｔｈ２を適用して、負荷１１に流される電流Ｉｄを、第１のスイッチング素子１２のチョッピング制御により制限する。これにより、第１のスイッチング素子１２及び負荷１１に対する過電流を防止することができ、第１のスイッチング素子１２等の素子破壊を防止することができる。
【００８３】
以上のように、この実施の形態では、第１のスイッチング素子１２のドレイン−ソース間の電圧降下Ｖｄｓによる電流制限部２５での電流制限の他に、分流回路４５、カレントミラー回路４３及び定電流源４４によって検出されたＰ点の電圧に基づいて第１のスイッチング素子１２及び負荷１１に流れる過電流Ｉｄが負荷１１の短絡に相当する所定の過電流の値以上である旨を検出し、これに基づいて第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるので、負荷１１の短絡に起因する第１のスイッチング素子１２等の素子破壊を確実に防止できる。
【００８４】
また、負荷１１の短絡により第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓが極端に低下した場合に、比較器３９からの信号に基づいて過電流検知回路２９が第２の電流しきい値Ｉｔｈ２を適用して厳格に過電流を防止するので、負荷１１の短絡に起因する第１のスイッチング素子１２等の素子破壊を確実に防止できる。
【００８５】
尚、上記実施の形態では、保護用論理回路２１からチャージポンプ２３をオフ状態に切り換えることで第１のスイッチング素子１２を停止させたり、電流制限部２５で第１のスイッチング素子１２のゲート−ソース間を短絡させたりすることで、第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えるようにしていたが、例えば第１のスイッチング素子１２のゲートをグランドに短絡させることで、この第１のスイッチング素子１２をオフ状態に切り換えてもよい。かかる接地切り換え機能は、この場合、保護用論理回路２１や電流制限部２５以外に、別素子としての接地用トランジスタを追加して設け、この接地用トランジスタにより第１のスイッチング素子１２のゲートをグランドに短絡させるようにすればよい。
【００８６】
また、上記実施の形態では、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓを比較器３９によって基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その比較結果により過電流検知回路２９が負荷１１の短絡を判断するようにしていたが、過電流検知回路２９の構成において大電流を入力できる構成であれば、第１のスイッチング素子１２のソース電圧Ｖｓを直接に過電流検知回路２９に入力し、その過電流検知回路２９の内部で基準電圧Ｖｒｅｆに対する比較を行うようにしてもよい。この場合は、過電流検知回路２９自体が負荷短絡過電流検知手段として機能する。
【００８７】
さらに、上記実施の形態では、過電流検知回路２９が２段階で電流しきい値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２を切り換えていたが、３段階以上の多段階に電流しきい値を切り換えても差し支えない。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、駆動スイッチとしての電界効果型トランジスタのオンオフ動作により所定の負荷に対する駆動電流のオンオフ切替えを行うにあたって、電界効果型トランジスタの両端の電圧が所定のしきい値を越える場合に、当該電界効果型トランジスタに流れる電流が一般的な過電流とならないように制限するほか、駆動スイッチに流れる駆動電流を分流して過電流を検出し、この過電流が、負荷の短絡に相当する所定の過電流の値以上であると判断した場合に、電界効果型トランジスタをオフ状態に切り換えるので、負荷の短絡に起因する駆動スイッチ等の素子破壊を確実に防止することができる。
【００８９】
請求項２に記載の発明によれば、分流回路で分流された分流電流がカレントミラー回路の一方側に与えられると、この分流電流に対して予め設定されたミラー比分のミラー電流が他方側に流れる。この他方側の経路においては、定電流源が一定電流容量しか持たないことから、仮にミラー電流が過電流であった場合、この過電流状態で定電流源が大きなミラー電流を流そうとすると、その経路中の検出点が降下せざるを得ないため、この検出点の電圧に基づいて分流電流の過電流状態を検出することができ、ひいては駆動スイッチ及び負荷に流れる負荷の短絡に相当するような大きな過電流を容易に検出することが可能である。
【００９０】
請求項４に記載の発明によれば、電界効果型トランジスタが、オフ状態となった後に、タイマーにより一定時間後に自動復帰されるまでオフ状態が保持され、あるいは、請求項５に記載の発明によれば、電界効果型トランジスタが、オフ状態となった後に、主機能部の全体が再起動されるまでオフ状態が保持されるようになっているので、負荷短絡時に駆動スイッチがオフになってその負荷が停止しても、その負荷の動作を容易に復帰させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る過電流保護回路を示すブロック図である。
【図２】第１のスイッチング素子のドレイン−ソース間電圧と駆動電流との関係、及び過電流検知回路における電流しきい値の切り換えについて示す図である。
【図３】従来技術１に係る過電流保護回路を示すブロック図である。
【図４】従来技術３に係る過電流保護回路を示すブロック図である。
【図５】従来技術３に係る過電流保護回路のＩＰＤを示すブロック図である。
【符号の説明】
１１負荷
１２スイッチング素子
２１保護用論理回路
２３チャージポンプ
２５電流制限部
２７ダイナミッククランプ回路
２９過電流検知回路
３１過温度検出回路
３３論理和回路
３９比較器
４０主機能部
４１分流検出部
４３カレントミラー回路
４４定電流源
４５分流回路
４７定電流経路
Ｉ１分流電流
Ｉ２ミラー電流
Ｉｄ駆動電流
Ｖｓソース電圧
Ｖｄｓドレイン−ソース間電圧[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an overcurrent protection circuit connected to a load to prevent overcurrent.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Various types of on-vehicle loads such as an engine system, an electric vehicle body system, and an information system are mounted on an automobile. In particular, with the development of electronic technology in recent years, various electronic units as on-vehicle loads have been mounted.
[0003]
Conventionally, as shown in FIG. 3, various overcurrent protections have been performed by installing a fuse 4 in a current path 3 connecting a load 1 and a power supply 2 (prior art 1). Reference numeral 5 in FIG. 3 is a mechanical relay.
[0004]
However, when the fuse 4 as described above is used for overcurrent protection, if the fuse 4 is blown frequently, the work of replacing it is also frequent. In general, a fuse box in which a plurality of fuses 4 are unitized as a unit is used. However, the volume of the fuse box is large, and the mounting space for other in-vehicle electrical components is reduced. Further, in consideration of the work of replacing the fuse 4, the mounting position of the fuse box is limited.
[0005]
In view of these, installation of an overcurrent protection circuit using a semiconductor relay instead of a fuse box has been performed.
[0006]
Specifically, there are the following two methods.
[0007]
One is a technique in which an overcurrent is detected by a shunt resistor, a sense, or a MOS-FET, and the microcomputer or an external circuit determines the overcurrent (prior art 2). In this case, the inrush current is handled by changing the reference voltage of the external circuit or by a software program of the microcomputer.
[0008]
Alternatively, as shown in FIG. 4, there is a device using a self-protection type IPD (intelligent power device) 6 having a current detection function and a judgment function (prior art 3).
[0009]
The IPD 6 of the prior art 3 is a self-protection type overcurrent protection function that detects an overcurrent flowing in the overcurrent protection circuit itself or overheats as shown in FIG. It has. In this case, the fuse 4 in FIG. 4 can be omitted.
[0010]
As shown in FIG. 5, the IPD 6 basically has a configuration in which the switching of the driving of the load 11 is performed by a first switching element (drive switch) 12 composed of a power MOS-FET.
[0011]
Specifically, when the operator performs an on / off switching operation with the operation switch 13, the input interface circuit 15 detects the on / off state of the operation switch 13. When the input interface circuit 15 detects the ON state of the operation switch 13, the second switching element 17 as an FET is turned ON, and the power supply (+ B) 19 is supplied to the protection logic circuit 21 and the charge pump 23 to operate. I do.
[0012]
In this case, the charge pump 23 boosts (eg, doubles) the voltage of the power supply (+ B) 19 using an N-channel FET, an oscillation capacitor, and the like in order to keep the gate of the first switching element 12 at a higher potential than its source. ).
[0013]
At this time, the current limiting unit 25 determines whether the voltage drop between the drain and the source of the first switching element (drive switch) 12 has exceeded a predetermined threshold value, When the voltage drop between the source and the source exceeds a predetermined threshold, the gate and the source are intermittently short-circuited (overcurrent chopping control) to reduce the input voltage to the gate; The current flowing through the switching element 12 is reduced.
[0014]
The IPD 6 includes an overcurrent detection circuit 29 that detects an overcurrent and notifies the protection logic circuit 21 of the detection, and an overtemperature detection circuit 31 that detects an overtemperature and notifies the protection logic circuit 21 of the overcurrent. When the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature, the protection logic circuit 21 The current and the temperature are adjusted by interrupting or intermittently stopping the supply of the gate voltage of the switching element 12 (chopping control).
[0015]
However, when a surge current is generated in the load 11 and the current supply to the load 11 is cut off, the dynamic clamp circuit 27 suppresses the voltage from excessively lowering due to the negative surge. Only during this period, the first switching element 12 is turned on to protect each part in the overcurrent protection circuit.
[0016]
Then, when the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature, the OR circuit 33 logically determines the logical sum of the outputs and determines whether the output is the third FET. The switching element 37 is turned on to notify an external warning device (not shown) such as a warning lamp using the pull-up resistor 35 to that effect.
[0017]
Further, according to the related art 3, it is possible to perform the chopping control of the first switching element 12 when the load is short-circuited (hereinafter, referred to as “load short-circuit chopping”). More specifically, the source voltage Vs of the first switching element 12 is monitored, and if the first switching element 12 becomes lower than a certain voltage despite being in the ON state, the load 11 is short-circuited. Judge. In this case, the function of monitoring the source voltage Vs of the first switching element 12 may be executed by also using the current limiter 25 or the overcurrent detection circuit 29, or the current limiter 25 or the overcurrent detection This is executed by a load short-circuit detecting circuit (not shown) different from the circuit 29. When it is determined that the source voltage Vs of the first switching element 12 has become equal to or lower than a predetermined voltage, the protection logic circuit 21 operates as a charge pump. By controlling 23, it is possible to perform chopping control by switching the first switching element 12 on and off intermittently at fixed intervals. When the short circuit of the load 11 is detected in this way, since the heat generation is particularly large in the overcurrent protection circuit and it is easily broken, the duty ratio of the gate voltage waveform of the first switching element 12 for chopping control is set, for example, as described above. It is desirable to set the value smaller than the normal overcurrent chopping control or the like by the current limiter 25.
[0018]
According to these prior arts 2 and 3, the number of replacements of the fuse 4 which has been required so far is greatly reduced, and the labor required for the replacement is not required. Further, the fuse box itself can be omitted, and in this case, the required mounting space can be reduced.
[0019]
Prior art documents on fields related to the present invention are shown below for reference.
[0020]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-313433
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of the above-described prior art 2, the cost and the volume of the external circuit and the microcomputer are increased, and the system is not practically widespread.
[0022]
In this respect, the method of the above-mentioned prior art 3 has an advantage that the elements to be used can be collectively configured as the IPD 6, so that the volume efficiency is extremely good and the cost is low.
[0023]
However, in the load short-circuit chopping method of the prior art 3, when the load 11 is overloaded due to a short circuit or the like, the overload is not reliably detected and the IPS is not completely protected.
[0024]
Specifically, in the load short-circuit chopping of the prior art 3, even if a load short-circuit is detected based on the source voltage Vs of the first switching element 12, a certain period of time corresponding to the duty ratio is required during the chopping control of the first switching element 12. As a result, the drive current flows through the load 11 that is short-circuited at that time, and the first switching element 12 is turned on during a short period corresponding to the duty ratio. 12 might be destroyed by an overcurrent.
[0025]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an overcurrent protection circuit capable of reliably preventing an element from being destroyed due to an overcurrent caused by a load short circuit.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 switches a drive current for a predetermined load between on and off by an on / off operation of a power MOS-FET as a drive switch, And a shunt detection unit for shunting a current supplied from the power supply to the drive switch to detect an overcurrent, wherein the shunt function is provided. A function of switching the power MOS-FET to an off state when it is determined based on the overcurrent detected by the detection unit that the overcurrent is equal to or greater than a predetermined overcurrent value corresponding to the load short circuit. It is the one that was given.
[0027]
The invention according to claim 2 is the overcurrent protection circuit according to claim 1, wherein the shunt detection unit shunts a current supplied from the power supply to the drive switch at a predetermined shunt ratio. A current mirror circuit for obtaining a mirror current having a predetermined mirror ratio with respect to the shunt current in the other path while a shunt current shunted by the shunt circuit flows in one of the paths; A shunt current source having a gate and a drain connected in common to the drive switch, a source voltage of the sense MOS-FET and a source of the drive switch. A differential amplifier to which a voltage is input, wherein the detection point of the overcurrent in the shunt detection unit is a connection point between the constant current source and the current mirror circuit. It is those that are set to.
[0028]
A third aspect of the present invention is the overcurrent protection circuit according to the first or second aspect, wherein the main function unit determines that a voltage across the power MOS-FET is lower than the predetermined threshold value. A current limiting unit that limits a current flowing through the power MOS-FET when the current exceeds the power MOS-FET; and a protection logic circuit that limits the current flowing through the power MOS-FET by interrupting or chopping the drive switch. When the shunt detection unit detects the overcurrent, the protection logic circuit or the current limiting unit has a function of turning off the power MOS-FET based on the detection result. .
[0029]
According to a fourth aspect of the present invention, in the overcurrent protection circuit according to any one of the first to third aspects, after the power MOS-FET is turned off, based on time measurement by a timer. Automatic return means for automatically returning the power MOS-FET after a predetermined time, and after the power MOS-FET is turned off, the off state is maintained until the power MOS-FET is automatically returned after a predetermined time by the timer. It is.
[0030]
According to a fifth aspect of the present invention, in the overcurrent protection circuit according to any one of the first to third aspects, after the power MOS-FET is turned off, the entirety of the main functional unit is turned off. The off state is maintained until restarted.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Structure>
FIG. 1 is a block diagram showing an overcurrent protection circuit according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the same reference numerals are given to the elements having the same functions as those in the conventional technology 3 shown in FIG.
[0032]
As shown in FIG. 1, the overcurrent protection circuit shunts the current on the drain side of the first switching element (drive switch) 12 to a shunt circuit 45 connected in parallel to the first switching element 12. With respect to the shunted current, the current mirror circuit 43 allows the current to flow exactly to the constant current path 47 from another constant current source 44 by the mirror ratio, and further according to the state of the voltage drop on the constant current path 47 side. The first switching element 12 is switched to the off state.
[0033]
More specifically, this overcurrent protection circuit is provided in parallel with the first switching element 12 in addition to the self-protection type overcurrent protection function unit (hereinafter referred to as “main function unit”) 40 described in the related art 3. A shunt circuit 45 connected thereto, a current mirror circuit 43 connected downstream of the shunt circuit 45, and a constant current for providing a constant current to the constant current path 47 with one end of the current mirror circuit 43 as a constant current path 47. A source 44.
[0034]
The main function unit 40 detects the overcurrent and the overtemperature inside the main function unit 40 itself and adjusts the drive current to the load 11. As in the case of the related art 3, the first switching element (drive switch). 12, an input interface circuit 15, a second switching element 17, a protection logic circuit 21, a charge pump 23, a current limiter 25, a dynamic clamp circuit 27, an overcurrent detection circuit 29, an overtemperature The circuit includes a detection circuit 31, an OR circuit 33, a third switching element 37, and a comparator 39 for comparing the source voltage Vs of the first switching element 12 with a predetermined reference voltage Vref.
[0035]
The first switching element (drive switch) 12 switches on and off the driving of the load 11 using a power MOS-FET (field effect transistor).
[0036]
The input interface circuit 15 detects an on / off state of an operation switch 13 for an operator to perform an on / off switching operation for driving the load 11.
[0037]
The second switching element 17 is turned on when a MOS-FET (MOS field effect transistor) is used and the input interface circuit 15 detects the on state of the operation switch 13.
[0038]
The protection logic circuit 21 operates by receiving power supply from the power supply (+ B) 19, and the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature. At this time, the supply of the gate voltage of the first switching element 12 is intermittently stopped (chopped) via the charge pump 23 based on the intermittent signals from these circuits 29 and 31, and the load 11 is stopped. To adjust the drive current Id and the temperature.
[0039]
The protection logic circuit 21 switches the charge pump 23 to the off state when an abnormality occurs in the drive current Id due to the short circuit of the load 11, based on a notification signal given from the shunt detection unit 41 described later. Thus, the first switching element 12 is switched to the off state.
[0040]
Here, the return after the protection logic circuit 21 has switched the first switching element 12 to the OFF state is performed, for example, by automatically returning after a fixed time by a timer inside or outside (not shown) of the protection logic circuit 21. (In this case, the protection logic circuit 21 serves as automatic return means), or latches until the operation switch 13 is turned off once and turned on again (that is, the entire main function unit 40 is turned off). The off state is maintained until restarting: in this case, the protection logic circuit 21 may also be a return unit.
[0041]
The charge pump 23 boosts (eg, doubles) the voltage of the power supply (+ B) 19 using an N-channel FET, an oscillation capacitor, and the like in order to keep the gate of the first switching element 12 at a higher potential than its source. It is. The charge pump 23 is turned on and off by the protection logic circuit 21 as described above.
[0042]
When the voltage drop Vds between the drain and the source of the first switching element 12 exceeds a predetermined voltage threshold, the current limiter 25 intermittently short-circuits between the gate and the source to connect the gate to the gate. And the drive current Id flowing through the first switching element 12 is reduced.
[0043]
Then, based on a notification signal given from the shunt detecting unit 41 described later, the current limiting unit 25, when an abnormality occurs in the drive current Id due to the short-circuit of the load 11, generates the gate-source of the first switching element 12. The first switching element 12 is switched to the off state by short-circuiting between them.
[0044]
Here, the return after the current limiting unit 25 switches the first switching element 12 to the off state may be automatically returned after a predetermined time by, for example, a timer inside or outside (not shown) of the current limiting unit 25. (In this case, the current limiting unit 25 functions as an automatic resetting unit) or latches until the operation switch 13 is turned off once and turned on again (that is, the entire main function unit 40 is restarted). The off state is maintained until this time: in this case as well, the current limiting unit 25 may be a return unit.)
[0045]
The dynamic clamp circuit 27 turns on the first switching element 12 to suppress an excessive drop in voltage due to a negative surge when the current supply to the load 11 is chopped when a surge current occurs. This is for protecting each part.
[0046]
The overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent of the drive current Id flowing through the first switching element 12 and continuously transmits a predetermined signal to the protection logic circuit 21 intermittently while the overcurrent continues. Things.
[0047]
Then, the overcurrent detection circuit 29 determines that the drive current Id is an overcurrent as shown in FIG. 2 according to the comparison result of the comparator 39 between the source voltage Vs of the first switching element 12 and the predetermined reference voltage Vref. The current threshold values Ith1 and Ith2 are determined in multiple stages (for example, two stages in FIG. 2). That is, when the comparator 39 detects that the source voltage Vs of the first switching element 12 is lower than the predetermined reference voltage Vref, a relatively high current threshold value Ith1 is employed as shown in FIG. When the comparator 39 detects that the source voltage Vs of the first switching element 12 is higher or higher than a predetermined reference voltage Vref, a relatively low current threshold value Ith2 is adopted. In this case, the relatively high current threshold value Ith1 needs to be set higher than the state of the drive current Id of the load 11 during normal stable operation (point A in FIG. 2). The current threshold value Ith2 corresponding to the time is set to be lower than the state of the drive current Id of the load 11 during normal stable operation (point A in FIG. 2).
[0048]
The comparator 39 and the overcurrent detection circuit 29 function as load short-circuit overcurrent detection means for switching the current thresholds Ith1 and Ith2 depending on whether or not the load 11 is short-circuited.
[0049]
The over-temperature detecting circuit 31 detects the over-temperature and continuously transmits a predetermined signal to the protection logic circuit 21 intermittently while the over-temperature is maintained. The over-temperature detection circuit 31 includes a latch type that requires a reset signal to return when the over-temperature is released, and an automatic return type that switches on again when the temperature drops. May be applied.
[0050]
The OR circuit 33 calculates the OR of the output when the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature.
[0051]
As the third switching element 37, specifically, a MOS-FET (MOS field effect transistor) is used, and the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature. At this time, it is turned on based on the output from the OR circuit 33, and the pull-up resistor 35 is used to notify an external alarm device (not shown) such as a warning lamp of the fact.
[0052]
The shunt circuit 45 shunts a current having a predetermined shunt ratio from the source side of the first switching element 12. The shunt circuit 45 is connected in parallel to the first switching element 12 as a drive switch of the load 11. FET 51, a differential amplifier (voltage adjusting means) 52 to which the source of the sense MOS-FET 51 and the source of the first switching element 12 are input, and the output of the differential amplifier 52 as a gate voltage, A current adjusting MOS-FET 53 for supplying a current from the source of the FET 51 to the current mirror circuit 43;
[0053]
The sense MOS-FET 51 has a region assigned to a part of the power MOS-FET for constituting each of the switching elements 12, 17, and 37, and the region of the sense MOS-FET 51 corresponds to the first switching element 12. By setting the area ratio to a predetermined value, the current on the drain side of the first switching element 12 can be reduced by the shunt ratio of the sense MOS-FET 51 to the first switching element 12 (for example, 1/10000). It shunts. The power supply (+ B) 19 connected to the drain of the sense MOS-FET 51 is the same as the power supply (+ B) 19 connected to the drain of the first switching element (drive switch) 12. Therefore, when the drive current Id flowing through the first switching element 12 increases and decreases, the current (shunt current) I1 flowing through the sense MOS-FET 51 also increases and decreases at the same ratio.
[0054]
The differential amplifier 52 changes the output voltage in accordance with the difference between the source voltage of the sense MOS-FET 51 and the source voltage of the first switching element 12, and shunts the current from the first switching element 12. When the ratio changes unstably, the shunt current I1 is adjusted by adjusting the gate voltage of the current adjusting MOS-FET 53.
[0055]
As described above, the current adjusting MOS-FET 53 has a function of receiving the output from the differential amplifier 52 as a gate voltage and adjusting the shunt current I1 input from the sense MOS-FET 51 according to the gate voltage. I do.
[0056]
The current mirror circuit 43 utilizes the fact that a current having a predetermined mirror ratio (for example, one-to-one) flows through a pair of MOS-FETs (field-effect transistors) 55a and 55b formed symmetrically with each other. The mirror current I2 corresponding to the mirror ratio with respect to the current I1 flowing out of the transistor I1 flows through the MOS-FET 55b.
[0057]
The constant current source 44 may be an existing constant current source that is generally applied, such as a constant current method using a transistor, a constant current method using a transistor, a method using a constant current diode, or a method using a three-terminal regulator. Anything can be used as long as it is used.
[0058]
Then, the voltage of the drain (point P) of the MOS-FET 55b on the side of the constant current path 47 of the current mirror circuit 43 is detected, and the driving current Id flowing through the first switching element 12 is determined to be a predetermined value corresponding to the short circuit of the load 11. When it is detected that the overcurrent is equal to or more than the value of the overcurrent (for example, half of the voltage Vcc supplied from the constant current source 44), the first switching element 12 is switched to the off state. Specifically, the voltage of the drain (point P) of the MOS-FET 55b is input to the protection logic circuit 21 and the current limiting unit 25, and the charge pump 23 is switched from the protection logic circuit 21 to the off state. The first switching element 12 is switched to an off state by stopping the switching element 12 of the first switching element 12 or short-circuiting between the gate and the source of the first switching element 12 by the current limiting unit 25.
[0059]
As described above, the shunt circuit 45, the current mirror circuit 43, and the constant current source 44 function as a shunt detection unit for shunting the drive current Id flowing through the first switching element (drive switch) 12 and detecting an overcurrent. Is what you do.
[0060]
<Operation>
Next, the operation of the overcurrent protection circuit will be described.
[0061]
First, when the operator performs an on / off switching operation with the operation switch 13, the input interface circuit 15 detects the on / off state of the operation switch 13. When the input interface circuit 15 detects the ON state of the operation switch 13, the second switching element 17 as a MOS-FET is turned ON, and the power supply (+ B) 19 is turned on to the protection logic circuit 21 and the charge pump 23. Works.
[0062]
In this case, the charge pump 23 boosts (eg, doubles) the voltage of the power supply (+ B) 19 to keep the gate of the first switching element 12 at a higher potential than its source.
[0063]
At this time, the current limiter 25 determines whether or not the voltage drop between the drain and the source of the first switching element 12 (the horizontal axis Vds in FIG. 2) has exceeded a predetermined voltage threshold Th1. When the voltage drop between the drain and the source of the first switching element 12 exceeds the voltage threshold Th1, the gate and the source of the first switching element 12 are intermittently short-circuited to the gate. , The current Id flowing through the first switching element 12 is reduced as shown by the first current threshold Ith1 in FIG.
[0064]
Then, the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent according to a predetermined reference based on a predetermined current threshold value, and outputs a signal to that effect to the protection logic circuit 21 when the overcurrent is detected.
[0065]
At the same time, the over-temperature detection circuit 31 detects whether or not the temperature is over-temperature, and outputs a signal to that effect to the protection logic circuit 21 when the temperature is over-temperature.
[0066]
When the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature, the protection logic circuit 21 detects the gate voltage of the first switching element 12 via the charge pump 23. The current and temperature are adjusted by intermittently stopping the supply.
[0067]
However, when a surge current is generated in the load 11 and the current supply to the load 11 is chopped, the dynamic clamp circuit 27 suppresses the voltage from excessively lowering due to the negative surge. Only during this period, the first switching element 12 is turned on to protect each part in the overcurrent protection circuit.
[0068]
Then, when the overcurrent detection circuit 29 detects an overcurrent or the overtemperature detection circuit 31 detects an overtemperature, the OR circuit 33 logically determines the logical sum of the outputs, and the third switching element 37. Is turned on, and the pull-up resistor 35 is used to notify an external warning device such as a warning lamp (not shown) of the fact.
[0069]
By the way, in the above-described operation, when the first switching element 12 is intermittently stopped (chopped), in the related art 3, the first switching element 12 is in the ON state for a certain time corresponding to the duty ratio of the chopping operation. Eventually, the drive current flows to the load 11 that is short-circuited at that time, and the first switching element 12 and the like are destroyed by the overcurrent during a short period corresponding to the duty ratio. There was a risk.
[0070]
Therefore, in this embodiment, when it is considered that the overcurrent Id corresponding to the case where the load 11 is short-circuited is flowing to the first switching element 12, the fact is described by the shunt circuit 45, the constant current source 44 and 1 is detected based on the voltage at the point P in FIG. 1 (the drain voltage of the MOS-FET 55b on the side of the constant current path 47) detected by the current mirror circuit 43, and based on the detection result, for example, from the constant current source 44 If the drive current Id of the first switching element 12 is determined to be equal to or greater than a predetermined overcurrent value corresponding to a short circuit of the load 11 by determining whether or not the applied voltage Vcc is equal to or more than half, the protection is performed. The charge pump 23 is switched off from the logic circuit 21 for use, or the gate and source of the first switching element 12 are short-circuited by the current limiting unit 25. And, the switching the first switching element 12 off.
[0071]
Specifically, a shunt current I1 corresponding to a predetermined shunt ratio flows through the sense MOS-FET 51 in accordance with the drive current Id flowing through the first switching element 12. At this time, the differential amplifier 52 changes the output voltage according to the difference between the source voltage of the sense MOS-FET 51 and the source voltage of the first switching element 12 while changing the shunt ratio from the first switching element 12. Is unstable, the gate voltage of the current adjusting MOS-FET 53 is adjusted. The current adjusting MOS-FET 53 receives the output from the differential amplifier 52 as a gate voltage, and adjusts the shunt current I1 input from the sense MOS-FET 51 according to the gate voltage.
[0072]
This shunt current I1 is given to one MOS-FET 55a of the current mirror circuit 43.
[0073]
At this time, a mirror current I2 corresponding to a preset mirror ratio with respect to the shunt current I1 flows through the other MOS-FET 55b on the side of the constant current path 47.
[0074]
By the way, since the constant current source 44 upstream of the constant current path 47 has only a constant current capacity, if the mirror current I2 is an overcurrent, the other MOS-FET 55b generates a large mirror current I2 in this overcurrent state. If it is attempted to flow, the drain voltage (voltage at point P) of the other MOS-FET 55b drops from the + B voltage.
[0075]
For this reason, if the drain voltage of the other MOS-FET 55b is observed, the overcurrent state of the shunt current I1 can be detected, and the overcurrent Id flowing through the first switching element 12 and the load 11 can be detected. It is possible.
[0076]
Using the voltage at the point P, it is determined whether or not the drive current Id flowing through the first switching element 12 is an overcurrent corresponding to a short circuit of the load 11, thereby determining The overcurrent Id due to the short circuit of the load 11 can be prevented. Specifically, the voltage of the drain (point P) of the MOS-FET 55b is input to the protection logic circuit 21 and the current limiting unit 25, and the protection logic circuit 21 switches the charge pump 23 to the off state, The first switching element 12 is turned off by short-circuiting between the gate and source of the first switching element 12 in the unit 25.
[0077]
Here, the return after the protection logic circuit 21 and the current limiting unit 25 switch the first switching element 12 to the off state is performed, for example, inside or outside each of the protection logic circuit 21 and the current limiting unit 25 (shown in the drawing). The timer may be automatically reset after a predetermined time by a timer (omitted), or latched until the operation switch 13 is turned off once and turned on again (that is, until the entire main function unit 40 is restarted). The off state may be maintained).
[0078]
Further, in this embodiment, the short circuit of the load 11 is directly detected by the comparator 39 of the source voltage Vs of the first switching element 12 connected to the load 11, and the overcurrent detection is performed based on the detection result. In the circuit 29, the current thresholds Ith1 and Ith2 for determining whether or not an overcurrent occurs are changed in multiple stages (two stages).
[0079]
Specifically, FIG. 2 shows the relationship between the drain-source voltage Vds of the first switching element 12 and the drive current Id in the circuit structure of FIG. 1 and the current thresholds Ith1 and Ith2 in the overcurrent detection circuit 29. FIG. 2, the horizontal axis represents the drain-source voltage Vds of the first switching element 12, and the vertical axis represents the drive current Id flowing through the first switching element 12 with respect to the drain-source voltage Vds. I have. That is, the broken line G1 (load ideal line) in FIG. 2 indicates the drain-source voltage Vds and the drive current Id of the first switching element 12 in consideration of the durability and the like of the first switching element 12 and the load 11. The line G2 (on-resistance line) is a line showing the on-resistance characteristic of the first switching element 12. Here, it is basically assumed that the drive current Id does not exceed the on-resistance line G2 in FIG.
[0080]
Here, the stable point of the drain-source voltage Vds and the drive current Id when the first switching element 12 is turned on is the intersection A between the ideal load line G1 and the on-resistance line G2. That is, when the durability and the like of the first switching element 12 and the load 11 are taken into consideration, the values of the drain-source voltage Vds and the drive current Id of the first switching element 12 are determined by the on-state of the first switching element 12. Is maintained from the point B (Vds = Vcc (for example, 12 V), Id = 0) in the direction indicated by the arrow Q along the ideal load line G1, and reaches the stable point A. Ideally, it should be stable.
[0081]
Then, as described above, the overcurrent detection circuit 29 switches and applies the two current thresholds Ith1 and Ith2 shown in FIG. 2 according to the source voltage Vs of the first switching element 12. The first current threshold value Ith1 is a current threshold value when the load 11 is not short-circuited, and the second current threshold value Ith2 corresponds to a time when the load 11 is short-circuited. Current threshold. As described above, the first current threshold value Ith1 is set to be higher than the state of the drive current Id of the load 11 during normal stable operation (point A in FIG. 2). The current threshold value Ith2 is set lower than the state of the drive current Id of the load 11 during normal stable operation (point A in FIG. 2).
[0082]
In this way, based on the result of comparison between the source voltage Vs of the first switching element 12 and the reference voltage Vref in the comparator 39, when the load 11 is short-circuited, the overcurrent detection circuit 29 Applying the threshold value Ith2, the current Id flowing through the load 11 is limited by the chopping control of the first switching element 12. Thus, overcurrent to the first switching element 12 and the load 11 can be prevented, and destruction of the first switching element 12 and the like can be prevented.
[0083]
As described above, in the present embodiment, in addition to the current limiting in the current limiting unit 25 due to the voltage drop Vds between the drain and the source of the first switching element 12, the shunt circuit 45, the current mirror circuit 43, and the constant current Based on the voltage at point P detected by the source 44, it is detected that the overcurrent Id flowing through the first switching element 12 and the load 11 is equal to or greater than a predetermined overcurrent value corresponding to a short circuit of the load 11, , The first switching element 12 is switched to the off state based on the above, so that the destruction of the first switching element 12 and the like due to the short circuit of the load 11 can be reliably prevented.
[0084]
When the source voltage Vs of the first switching element 12 drops extremely due to the short circuit of the load 11, the overcurrent detection circuit 29 applies the second current threshold value Ith2 based on the signal from the comparator 39. Since the overcurrent is strictly prevented, the destruction of the first switching element 12 and the like due to the short circuit of the load 11 can be reliably prevented.
[0085]
In the above embodiment, the first switching element 12 is stopped by switching the charge pump 23 from the protection logic circuit 21 to the off state, or the gate-source of the first switching element 12 is Although the first switching element 12 is switched to the off state by short-circuiting between the first switching element 12 and the first switching element 12, for example, the gate of the first switching element 12 is short-circuited to the ground. May be switched to the off state. In this case, such a ground switching function is provided by additionally providing a grounding transistor as another element in addition to the protection logic circuit 21 and the current limiting unit 25, and the grounding transistor connects the gate of the first switching element 12 to the ground. Should be short-circuited.
[0086]
In the above embodiment, the source voltage Vs of the first switching element 12 is compared with the reference voltage Vref by the comparator 39, and the overcurrent detection circuit 29 determines whether the load 11 is short-circuited based on the comparison result. However, in the configuration of the overcurrent detection circuit 29, if a large current can be input, the source voltage Vs of the first switching element 12 is directly input to the overcurrent detection circuit 29, and the overcurrent detection circuit 29 The comparison with the reference voltage Vref may be performed internally. In this case, the overcurrent detection circuit 29 itself functions as load short-circuit overcurrent detection means.
[0087]
Further, in the above embodiment, the overcurrent detection circuit 29 switches the current thresholds Ith1 and Ith2 in two stages, but the current threshold may be switched in three or more stages.
[0088]
【The invention's effect】
According to the first and third aspects of the present invention, when the on / off operation of the field effect transistor as the drive switch is used to switch on / off the drive current for a predetermined load, the voltage across the field effect transistor becomes a predetermined value. When the threshold value is exceeded, the current flowing through the field-effect transistor is limited so as not to be a general overcurrent, and the overcurrent is detected by shunting the drive current flowing through the drive switch. However, when it is determined that the value is equal to or greater than a predetermined overcurrent value corresponding to a load short circuit, the field effect transistor is switched to the off state, so that the destruction of elements such as a drive switch due to the load short circuit is reliably prevented. can do.
[0089]
According to the second aspect of the present invention, when the shunt current divided by the shunt circuit is applied to one side of the current mirror circuit, a mirror current corresponding to a mirror ratio set in advance to the shunt current is applied to the other side. Flows. On the other side of the path, since the constant current source has only a constant current capacity, if the mirror current is an overcurrent, if the constant current source tries to flow a large mirror current in this overcurrent state, Since the detection point in the path has to drop, the overcurrent state of the shunt current can be detected based on the voltage at this detection point, so that it corresponds to a short circuit of the load flowing through the drive switch and the load. A very large overcurrent can be easily detected.
[0090]
According to the invention as set forth in claim 4, after the field-effect transistor is turned off, the off-state is maintained until the field-effect transistor is automatically reset after a predetermined time by a timer. According to this, after the field-effect transistor is turned off, the off state is maintained until the entire main function unit is restarted, so that the drive switch is turned off when the load is short-circuited. Even if the load stops, the operation of the load can be easily restored.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overcurrent protection circuit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a drain-source voltage of a first switching element and a driving current, and switching of a current threshold in an overcurrent detection circuit.
FIG. 3 is a block diagram showing an overcurrent protection circuit according to the related art 1.
FIG. 4 is a block diagram showing an overcurrent protection circuit according to the conventional technique 3.
FIG. 5 is a block diagram showing an IPD of the overcurrent protection circuit according to the conventional technique 3.
[Explanation of symbols]
11 Load
12 Switching element
21 Protective logic circuit
23 charge pump
25 Current limiter
27 Dynamic Clamp Circuit
29 Overcurrent detection circuit
31 Over temperature detection circuit
33 OR circuit
39 comparator
40 Main Function Unit
41 Shunt detector
43 Current mirror circuit
44 constant current source
45 shunt circuit
47 Constant current path
I1 Shunt current
I2 mirror current
Id drive current
Vs source voltage
Vds Drain-source voltage

Claims

A main function unit that switches a drive current for a predetermined load between on and off by an on / off operation of a power MOS-FET as a drive switch, drives the power MOS-FET, and protects an overcurrent;
A shunt detection unit for shunting a current supplied from the power supply to the drive switch to detect an overcurrent,
When the main function unit determines that the overcurrent is equal to or greater than a predetermined overcurrent value corresponding to the short circuit of the load, based on the overcurrent detected by the shunt detection unit, the power MOS- An overcurrent protection circuit that has the function of switching the FET off.

The overcurrent protection circuit according to claim 1,
The shunt detection unit,
A shunt circuit that shunts a current supplied from the power supply to the drive switch at a predetermined shunt ratio;
A current mirror circuit for obtaining a mirror current having a predetermined mirror ratio with respect to the shunt current in the other path while the shunt current shunted by the shunt circuit flows in one path;
A constant current source installed in a path through which the mirror current flows,
The shunt circuit,
A sense MOS-FET having a gate and a drain commonly connected to the drive switch,
A differential amplifier to which a source voltage of the sense MOS-FET and a source voltage of the drive switch are input,
An overcurrent protection circuit, wherein a detection point of the overcurrent in the shunt detection unit is set at a connection intermediate point between a constant current source and a current mirror circuit.

The overcurrent protection circuit according to claim 1 or 2,
The main function unit,
A current limiting unit that limits a current flowing through the power MOS-FET when a voltage across the power MOS-FET exceeds the predetermined threshold value;
A protection logic circuit for limiting a current flowing through the power MOS-FET by interrupting or chopping the drive switch;
When the shunt detection unit detects the overcurrent, based on the detection result, the overcurrent provided with a function of switching the power MOS-FET to an off state by the protection logic circuit or the current limiting unit. Protection circuit.

The overcurrent protection circuit according to any one of claims 1 to 3,
After the power MOS-FET is turned off, an automatic return means for automatically returning the power MOS-FET after a predetermined time based on time counting by a timer,
An overcurrent protection circuit, wherein after the power MOS-FET is turned off, the off state is maintained until the power MOS-FET is automatically reset after a predetermined time by the timer.

The overcurrent protection circuit according to any one of claims 1 to 3,
An overcurrent protection circuit, wherein after the power MOS-FET is turned off, the off state is maintained until the entire main function unit is restarted.